初中物理教科版九年级上册第六章 电功率3 焦耳定律优秀同步训练题

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选择题
1．下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是
A． 电风扇
B． 电水壶
C． 电视机
D． 微波炉
【答案】B
【详解】在常见的家用电器中，电风扇主要是电能转化成机械能，电水壶主要是电能转化为内能，电视机主要是电能转化为声能和光能，微波炉是应用电磁波工作，故选项ACD不符合题意，B正确。
故选B。
2．关于电流的热效应，下列说法不正确的是（ ）
A．电能转化为内能的现象叫做电流的热效应
B．热效应有危害，生活和生产中应防止电热
C．电流通过导体产生的热量与电流的大小有关
D．电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
【答案】B
【详解】A．电流通过导体时，导体发热是电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应，故A正确；
B．热效应有危害，生活和生产中应该防止电流热效应产生的热量带来的危害，而不是防止电热，有时需要利用电热，故B错误；
CD．电流通过导体产生的热量与电阻、通电时间、电流大小有关，故CD正确。
故选B。
3．中国高温超导研究已领跑世界，如果你能研制出常温下的超导体，你会用它来制作（ ）
A．热水器的电阻丝B．家用保险丝
C．远距离输电导线D．小灯泡的灯丝
【答案】C
【详解】热水器的电阻丝、家用保险丝和小灯泡的灯丝都是用电流的热效应工作的，根据焦耳定律知，电阻为零无法将电能转化为内能，因此不能用超导体制作；用超导体制作远距离输电导线，能减少电能的损失，因此可以用超导体制作，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
4．如图所示的家用电器，利用电流热效应工作的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】分析：当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．
解答：A、电饭锅是把电能转化为内能，是利用电流的热效应；
BD、笔记本电脑、电视机主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应；
C、电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应．
故选A．
5．如图所示，将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为Q1：Q2=4∶9；设通过R1、R2的电流分别为I1、I2 ， 则下述结论正确的是
A．R1∶R2=4∶9B．R1∶R2=2∶3C．I1∶I2=4∶9D．I1∶I2=2∶3
【答案】A
【详解】由图知，两电阻丝串联，所以通过两电阻丝的电流和通电时间相等，即
＝，
故C D错误；
由Q＝Rt得，电阻之比
即
∶
故A正确，B错误。
故选A。
6．电蚊拍灭蚊时，蚊子碰到金属网形成闭合电路，蚊子往往会被烧毁。下列分析不合理的是（ ）
A．蚊子是可以导电的
B．电蚊拍金属网上的电压对人体应该是安全的
C．电蚊拍上的充电指示灯是用超导体材料制成的
D．蚊子被烧毁是因为电流的热效应
【答案】C
【详解】A．由题意可知，蚊子碰到金属网形成闭合电路，说明蚊子是可以导电的，故A正确，不符合题意；
B．电蚊拍金属网上的电压低于36V，对人体应该是安全的，故B正确，不符合题意；
C．电蚊拍上的充电指示灯是用半导体材料制成的，故C错误，符合题意；
D．蚊子烧毁是因为电流通过时会发热，因此利用了电流的热效应，故D正确，不符合题意。
故选C。
7．小华家电热毯内的电阻丝断了，她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用中发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是（ ）
A．电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大
B．电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小
C．接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多
D．接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多
【答案】D
【详解】将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位很少，很细，电阻就较大；根据焦耳定律公式知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的。
故选D。
8．两个电热器的阻值之比为4：5，串联起来接入电路，相同时间产生的热量之比是
A．4：5B．5：4C．16：25D．25：16
【答案】A
【详解】把它们串联起来接入电路，电流相等，根据得，相同时间内它们产生的热量之比：
．
故选A．
二、填空题
9．如图，小明将口香糖的锡箔纸（金属铝）剥下来，做成中间窄、两端宽的形状，将其两端搭在电池的正负极，过一会儿，锡箔纸中间部分燃烧起来，这是因为锡箔纸是导体，使电源发生了 现象；锡箔纸在中间狭窄的地方开始燃烧的原因是：根据焦耳定律，通过电流相同，中间狭窄部分的电阻 ，相同时间内产生的热量多。
【答案】 短路 较大
【详解】[1][2]锡属于金属，具有导电性，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，会造成电源短路，此时电路中迅速产生大量热量，使锡纸的温度达到着火点而使之燃烧；锡箔纸在中间狭窄的地方开始燃烧的原因是锡纸在中间狭窄的地方电阻较大，根据焦耳定律可知在相同时间内电流产生的热量多，使温度先达到锡纸的着火点而使之燃烧。
10．如图所示为“探究电流通过导体产生的热量跟 的关系”的实验装置。通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量比右侧容器内空气吸收的热量 （选填“多”或“少”）。
【答案】 电阻 少
【详解】[1]如图所示，两串联容器中电阻丝阻值不同，电流和通电时间相同，故为“探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系”的实验装置。
[2]在电流与通电时间相同的情况下，右侧容器内电阻丝的阻值较大，故通电一段时间后产生的热量较多，故左侧容器内空气吸收的热量比右侧容器内空气吸收的热量少。
11．电暖气通电后，电热丝热的发红而发出大量的热，而跟电暖气连接的导线却不怎么发热，这是为什么呢？小明给出如下的解答过程：根据公式 可知，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。
【答案】Q=I2Rt
【详解】电炉使用时，电炉丝与导线串联，电流、通电时间相同，电炉丝的电阻较大，而导线的电阻很小，根据可知，电流通过电炉丝产生的热量多，电流通过电阻产生的热量少，从而出现电炉丝热得发红，但跟电炉丝连接的导线都不怎么热的现象。
12．小明用毛皮摩擦过的橡胶棒与悬挂着的泡沫小球靠近时，它们相互排斥，则该泡沫小球带 电：小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40Ω，工作时的电流为5A，则通电10s电阻丝产生的热量为 J
【答案】 负 104
【详解】[1]毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近悬挂的泡沫小球，发现泡沫小球被排斥，则泡沫小球一定带电，且带负电。
[2]电阻丝产生的热量为
Q=I2Rt=（5A）2×40Ω×10s=104J
三、实验与探究题
13．探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
（1）图甲中，通过两电热丝的电流 ；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体 的关系；
（2）图乙是探究电流通过导体产生的热量与 的关系；
（3）在实验中，我们是通过观察U形管中液面的 来比较各容器中电热丝产生热量的多少；
（4）将乙图中右侧容器上面的5Ω电阻丝也放入右侧容器内，这是为了探究电流通过导体产生的热量与导体 的关系。
【答案】 相同 电阻 电流 高度差 电阻
【详解】（1）[1][2]由图可得，两个电阻丝是串联的，根据串联电路电流规律可得，两个电热丝的电流相同；根据单一变量原则，图甲中除了电热丝电阻不同外，其他条件都相同，故该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系。
（2）[3]图乙中，右边电阻并联，通过右边每个电热丝的电流大小与左边的不同，由单一变量原则可知，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体电流的关系。
（3）[4]U型管两端的电热丝产生的热量不同，会导致U型管中气体的压力不同，从而使U型管中液面的高度差不同，可以通过高度差比较各容器中电热丝产生热量的多少。
（4）[5]将乙图中右侧容器上面的5Ω电阻丝也放入右侧容器内，右侧容器中的总电阻不为5Ω，由单一变量原则可得，实验是探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系。
14．小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着温度相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的电阻丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
(1)通电一段时间后，小明发现 烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越 ，产生的热量越多；
(2)本试验使用了控制变量的科学方法：通过两金属丝串联的方式，控制 和 相同；
(3)小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成 相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的 相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理。本实验通过 （填“加热时间”或“温度计升高的示数”）比较两种液体吸收热量的多少。
【答案】 乙 大 电流 通电时间 质量 电阻 加热时间
【详解】(1)[1][2]由电路图知，两金属丝串联连接，甲金属丝的电阻较小，乙金属丝的电阻较大，那么通电一段时间后，乙烧瓶中温度计示数较大，这表明在其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多。
(2)[3][4]本试验使用了控制变量法进行探究，操作时通过将两金属丝串联连接来控制通过金属丝的电流和通电时间相同。
(3)[5][6]使用该装置来探究物质吸热能力，需要控制两个烧瓶中所装的液体种类不同，但质量相同，所以将其中一个烧瓶的煤油换成相同质量的水，而且两个金属丝在相同时间内放出的热量应相同，所以可将铜丝换成与乙烧瓶电阻相同的镍铬合金丝，且要将金属丝做绝缘处理，以避免出现触电事故。
[7]在实验中两个烧瓶内金属丝在相同时间内放出的热量相同，即烧瓶内的煤油和水吸收的热量相同，所以可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。